CN108726395A - 轮胎式地铁铺轨起重机及其施工方法 - Google Patents

Abstract

一种轮胎式地铁铺轨起重机及其施工方法，起重机包括驱动轮组、轮组支腿、工作台、折叠支腿、门架与起升装置，所述轮组支腿包括四个支腿与两连接梁，所述四个支腿分列于四个角部，且两侧的两支腿的顶端均通过一连接梁进行连接，各支腿的底部分别设有驱动轮组，所述门架包括多个位于两连接梁之间的套梁组；由此，本发明能实现隧道内包括隧道、站台、人防门等在内的不同断面的施工，简化施工步骤，提高了作业生产效率，也减少了临时轨对管片造成的伤害。

Description

轮胎式地铁铺轨起重机及其施工方法

技术领域

本发明涉及地铁工程设备的技术领域，尤其涉及一种能用于地铁铺轨的轮胎式地铁铺轨起重机及其施工方法。

背景技术

目前，各类型地铁铺轨龙门吊施工一般采用全程铺设临时走行轨道(多种不同轨距)，在现有技术中，施工时需要先利用膨胀螺栓将钢支墩的底板固定在站台、隧道底板上，调整钢支墩的高度至施工要求位置，钢支墩上板采用螺栓与钢轨底板紧固连接，铺轨龙门吊双机运行，抬轨排的方式在临时轨道上施工作业。但这样的施工在进行时会破坏管片，铺设和拆除临时轨道也会极大增加工程成本，且施工效率非常低下，极大的延长施工时间。

而且，目前在隧道施工时，有更多的要求时禁止管片上钻孔铺设临时轨道施工，并且施工中也有通过隧道内无轨施工来降低施工成本的需求。

为此，本发明的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种轮胎式地铁铺轨起重机及其施工方法，以克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轮胎式地铁铺轨起重机及其施工方法，其实现隧道内包括隧道、站台、人防门等在内的不同断面的施工，简化施工步骤，提高了作业生产效率，也减少了临时轨对管片造成的伤害。

为解决上述问题，本发明公开了一种轮胎式地铁铺轨起重机，包括驱动轮组、轮组支腿、工作台、折叠支腿、门架与起升装置，其特征在于：

所述轮组支腿包括四个支腿与两连接梁，所述四个支腿分列于四个角部，且两侧的两支腿的顶端均通过一连接梁进行连接，各支腿的底部分别设有驱动轮组，所述门架包括多个位于两连接梁之间的套梁组，各套梁组均包含一外套梁和套入外套梁内并连接至连接梁的内套梁，多个套梁组至少包含连接于两连接梁两个端部之间的两个外套梁组和位于两连接梁中部的内套梁组，各外套梁组均包含两变跨液压缸，各变跨液压缸的缸体连接至外套梁，伸缩杆连接至内套梁，以通过变跨液压缸实现两侧支腿之间的变跨操作，所述折叠支腿为两个，各折叠支腿的上部铰接至外套梁组的外套梁，各折叠支腿的上端还分别连接至一折叠液压缸的伸缩杆，各折叠液压缸的缸体后端铰接至内套梁组的外套梁，以实现折叠支腿的翻转折叠并不干涉变跨操作。

其中：所述驱动轮组包括车轮、回转支撑与电动助力转向装置，所述车轮通过回转支撑连接至支腿底端，且能在电动助力转向装置的作用下进行转向。

其中：所述驱动轮组还包含走行电机，所述走行电机通过电机减速机和传动组件连接至车轮进行驱动。

其中：所述工作台包括供电装置，所述供电装置采用电缆卷筒、电池、超级电容中的一种或组合。

其中：所述门架中的内套梁组的外套梁的下方安装有起升装置。

其中：所述支腿为两段式结构，其上段和下段之间通过折叠件进行连接，以在需要时将各支腿折叠操作。

其中：所述折叠支腿为伸缩式，其下端设有伸缩段和伸缩缸，所述伸缩缸能驱动伸缩段进行伸缩操作，以适应不同的高度需求。

其中：还包含智能辅助驾驶系统，所述智能辅助驾驶系统包含防疲劳驾驶子系统、姿态控制子系统、里程检测子系统和视频监测子系统中的任一或组合。

其中：所述防疲劳驾驶子系统包含如下步骤：

步骤一：通过摄像头对司机面部特征进行检测，根据眼睛闭合比判断司机是否存在疲劳状态；

步骤二：如通过眼睛闭合比判断司机处于疲劳状态则立即发出报警信号；

步骤三：在连续发出3次报警信号后，如司机没有按下报警解除按钮时，将会自动在第一预定时间达到时进行电机减速，在第二预定时间达到时进行零速制动和紧急制动。

还公开了一种轮胎式地铁铺轨起重机的施工方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一：进入隧道准备阶段，放下两折叠支腿，同时向下伸长伸缩缸，从而将整机离开地面；改变整机跨距，使之满足车轮能顺利驶入隧道，然后向上收缩伸缩缸，整机落下地面，旋转收起两折叠支腿，起重机空载驶入隧道；

步骤二：隧道施工步骤，放下两折叠支腿，同时向下伸长伸缩缸，从而将整机离开地面；改变整机跨距以进一步调整轮组各支腿的跨度，调节驱动轮组的支撑角度，使各驱动轮组的车轮正压于管片上并支撑受力，然后向上收缩伸缩缸，整机落下地面，旋转收起两折叠支腿，重复整机下落地面过程，由驱动轮组驱动起重机在隧道管片内走行并进行施工。

通过上述结构可知，本发明的轮胎式地铁铺轨起重机及其施工方法具有如下效果：

1、不影响现有施工，组织方式不发生变化，提高施工效率；

2、采用轮胎式行走机构，适用范围广；施工时，能够达到隧道内无损施工，减少施工工作量和施工成本。

3、能顺利通过站台实现地铁隧道、站台多截面施工；可以在平、斜、弧面路上行驶，简化了施工步骤，提高了作业生产效率。

4、还能采用智能辅助驾驶系统，实现整机姿态控制、自动巡线导航控制固定、移动障碍物识别、牵引力控制、车速控制保证施工安全；供电装置可以采用蓄电池或超级电容实现施工过程环保。

本发明的详细内容可通过后述的说明及所附图而得到。

附图说明

图1显示了本发明的轮胎式地铁铺轨起重机在站台段走行的主视图。

图2显示了本发明的轮胎式地铁铺轨起重机在站台段走行的俯视图。

图3显示了本发明的轮胎式地铁铺轨起重机在站台段走行的左视图。

图4显示了本发明的轮胎式地铁铺轨起重机在隧道段走行的主视图。

图5显示了本发明的轮胎式地铁铺轨起重机在隧道段走行的俯视图。

图6显示了本发明的轮胎式地铁铺轨起重机在隧道段走行的左视图。

图7显示了本发明的轮胎式地铁铺轨起重机在平板运输时的主视图。

图8显示了本发明的轮胎式地铁铺轨起重机平板运输通过站台段的示意图。

附图标记：

1、驱动轮组；2、轮组支腿；21、支腿；22、连接梁；3、工作台；31、控制台；32供电装置；33、电气组件；34、液压组件；4、折叠支腿；5、门架；51、内套梁；52、外套梁；53、折叠液压缸；54、变跨液压缸；6、起升装置。

具体实施方式

参见图1至图8，显示了本发明的轮胎式地铁铺轨起重机。

所述轮胎式地铁铺轨起重机包括驱动轮组1、轮组支腿2、工作台3、折叠支腿4、门架5与起升装置6。其中，所述轮组支腿2包括四个支腿21与两连接梁22，所述四个支腿21分列于四个角部，且两侧的两支腿21的顶端均通过一连接梁22进行连接，各支腿21的底部分别设有驱动轮组1，所述门架5包括多个位于两连接梁21之间的套梁组，各套梁组均包含一外套梁52和套入外套梁内并连接至连接梁22的内套梁51，多个套梁组至少包含连接于两连接梁22两个端部之间的两个外套梁组和位于两连接梁中部的内套梁组，各外套梁组均包含两变跨液压缸54，各变跨液压缸53的缸体连接至外套梁52，伸缩杆连接至内套梁，以通过变跨液压缸53实现两侧支腿之间的变跨操作，所述折叠支腿4为两个，各折叠支腿4的上部铰接至外套梁组的外套梁52，各折叠支腿4的上端还分别连接至一折叠液压缸53的伸缩杆，各折叠液压缸53的缸体后端铰接至内套梁组的外套梁52，以实现折叠支腿4的翻转折叠并不干涉变跨操作，所述工作台3包括控制台31、供电装置32、电气组件33与液压组件34，所述控制台31设置于其中一支腿21上，所述供电装置32设置于另一支腿21上，且所述电气组件33和液压组件34设置于支腿之间。

其中，可选的是，所述驱动轮组1包括车轮、回转支撑与电动助力转向装置，所述车轮通过回转支撑连接至支腿底端，且能在电动助力转向装置的作用下进行转向，所述驱动轮组1还包含走行电机，所述走行电机通过电机减速机和传动组件连接至车轮进行驱动，所述传动组件优选为链轮链条传动组件。

其中，所述门架中的内套梁组的外套梁52的下方安装有起升装置6。

其中，所述供电装置可以采用电缆卷筒、电池、超级电容中的一种或组合。

其中，所述支腿21为折叠式支腿，如图1所示，所述支腿21为两段式结构，其上段和下段之间通过折叠件进行连接，以在需要时将各支腿折叠操作。

其中，所述折叠支腿4为伸缩式，其下端设有伸缩段和伸缩缸，所述伸缩缸能驱动伸缩段进行伸缩操作，以适应不同的高度需求。

其中，本发明的轮胎式地铁铺轨起重机还可包含智能辅助驾驶系统，以实现整机姿态控制，自动巡线导航控制，固定、移动障碍物识别、牵引力控制、车速控制。智能辅助驾驶系统主要实现功能：特殊路段对机车的限速、防止司机疲劳驾驶、视频监控、里程检测等。

其中，智能辅助驾驶系统主要可包含防疲劳驾驶子系统、姿态控制子系统、里程检测子系统和视频监测子系统。

所述防疲劳驾驶子系统包含如下步骤：

步骤一：通过摄像头对司机面部特征进行检测，根据PERCLOS(眼睛闭合比)判断司机是否存在疲劳状态；

步骤二：如PERCLOS(眼睛闭合比)正常则继续检测，如通过PERCLOS(眼睛闭合比)判断司机处于疲劳状态则立即发出报警信号；

步骤三：在连续发出3次报警信号后，如司机没有按下报警解除按钮时，将会自动在第一预定时间达到时进行电机减速，在第二预定时间达到时进行零速制动和紧急制动。

其中，所述里程检测子系统包含设置于走行电机的增量型编码器，从而通过减速比和车轮直径，可以计算出起重机走行距离，为设备定期维护等提供准确的数据支持。

其中，所述视频监测子系统包含设置于起重机前端和司机室后部的摄像头，各摄像头通过无线网与司机室无线接入终端连接，所述司机室内设有连接至无线接入终端以显示各摄像头所摄影像的显示屏。

优化地，所述姿态控制子系统包括：左右水平姿态控制(垂直于隧道纵断面，平行于水平面)和坡度姿态控制(沿隧道方向)，在门架上设有水平姿态检测传感器和坡度检测传感器。起重机在环形隧道内行驶，如果偏离隧道中轴线，水平传感器会自动检测到偏角信号，智能辅助驾驶系统中的行驶驱动控制器会控制回转支撑向负角度侧转向，通过驱动车轮迫使负角度侧车轮爬坡，使起重机回到初始角度零位，完成水平姿态调整，在隧道曲线转弯时也控制整机保持左右水平。坡度检测信号主要用来识别起重机所处线路的坡度，用来控制起重机行驶速度，既考虑安全施工，又可以在合适的速度下满足水平控制的响应时间。

其中，本发明还涉及一种轮胎式地铁铺轨起重机的施工方法，包括如下步骤：

步骤一：进入隧道准备阶段，放下两折叠支腿4，同时向下伸长伸缩缸，从而将整机离开地面；改变整机跨距，使之满足车轮能顺利驶入隧道，然后向上收缩伸缩缸，整机落下地面，旋转收起两折叠支腿4，起重机空载驶入隧道。

步骤二：隧道施工步骤，放下两折叠支腿4，同时向下伸长伸缩缸，从而将整机离开地面；改变整机跨距以进一步调整轮组各支腿的跨度，调节驱动轮组的支撑角度，使各驱动轮组的车轮正压于管片上并支撑受力，然后向上收缩伸缩缸，整机落下地面，旋转收起两折叠支腿4，重复整机下落地面过程，由驱动轮组驱动起重机在隧道管片内走行并进行施工；

步骤三：站台施工步骤，放下两折叠支腿4，同时向下伸长伸缩缸，从而将整机离开地面；改变整机跨距以进一步调整轮组各支腿的跨度，调节驱动轮组的支撑角度，使各驱动轮组的车轮正压于站台工作平面上并支撑受力，然后向上收缩伸缩缸，整机落下地面，旋转收起两折叠支腿4，由驱动轮组驱动起重机在站台内走行进行施工；

步骤四：平板运输，施工完成需要转运，轨道平车驮着组合支架进入门架下方，整体顶升起重机改变各车轮的角度以实现垂直，各支腿分别折叠至最大角度，向内缩变跨油缸，整机宽度缩至短，收取电缆，整理油管，整机绑扎固定，使用平车运输。

由此可见，本发明的优点在于：

1、不影响现有施工，组织方式不发生变化，提高施工效率；

2、采用轮胎式行走机构，适用范围广；施工时，能够达到隧道内无损施工，减少施工工作量和施工成本。

3、能顺利通过站台实现地铁隧道、站台多截面施工；可以在平、斜、弧面路上行驶，简化了施工步骤，提高了作业生产效率。

4、还能采用智能辅助驾驶系统，实现整机姿态控制、动巡线导航控制固定、移动障碍物识别、牵引力控制、车速控制保证施工安全；供电装置可以采用蓄电池或超级电容实现施工过程环保。

显而易见的是，以上的描述和记载仅仅是举例而不是为了限制本发明的公开内容、应用或使用。虽然已经在实施例中描述过并且在附图中描述了实施例，但本发明不限制由附图示例和在实施例中描述的作为目前认为的最佳模式以实施本发明的教导的特定例子，本发明的范围将包括落入前面的说明书和所附的权利要求的任何实施例。

Claims (10)

1.一种轮胎式地铁铺轨起重机，包括驱动轮组、轮组支腿、工作台、折叠支腿、门架与起升装置，其特征在于：

所述轮组支腿包括四个支腿与两连接梁，所述四个支腿分列于四个角部，且两侧的两支腿的顶端均通过一连接梁进行连接，各支腿的底部分别设有驱动轮组，所述门架包括多个位于两连接梁之间的套梁组，各套梁组均包含一外套梁和套入外套梁内并连接至连接梁的内套梁，多个套梁组至少包含连接于两连接梁两个端部之间的两个外套梁组和位于两连接梁中部的内套梁组，各外套梁组均包含两变跨液压缸，各变跨液压缸的缸体连接至外套梁，伸缩杆连接至内套梁，以通过变跨液压缸实现两侧支腿之间的变跨操作，所述折叠支腿为两个，各折叠支腿的上部铰接至外套梁组的外套梁，各折叠支腿的上端还分别连接至一折叠液压缸的伸缩杆，各折叠液压缸的缸体后端铰接至内套梁组的外套梁，以实现折叠支腿的翻转折叠并不干涉变跨操作。

2.如权利要求1所述的轮胎式地铁铺轨起重机，其特征在于：所述驱动轮组包括车轮、回转支撑与电动助力转向装置，所述车轮通过回转支撑连接至支腿底端，且能在电动助力转向装置的作用下进行转向。

3.如权利要求2所述的轮胎式地铁铺轨起重机，其特征在于：所述驱动轮组还包含走行电机，所述走行电机通过电机减速机和传动组件连接至车轮进行驱动。

4.如权利要求1所述的轮胎式地铁铺轨起重机，其特征在于：所述工作台包括供电装置，所述供电装置采用电缆卷筒、电池、超级电容中的一种或组合。

5.如权利要求1所述的轮胎式地铁铺轨起重机，其特征在于：所述门架中的内套梁组的外套梁的下方安装有起升装置。

6.如权利要求1所述的轮胎式地铁铺轨起重机，其特征在于：所述支腿为两段式结构，其上段和下段之间通过折叠件进行连接，以在需要时将各支腿折叠操作。

7.如权利要求1所述的轮胎式地铁铺轨起重机，其特征在于：所述折叠支腿为伸缩式，其下端设有伸缩段和伸缩缸，所述伸缩缸能驱动伸缩段进行伸缩操作，以适应不同的高度需求。

8.如权利要求1所述的轮胎式地铁铺轨起重机，其特征在于：还包含智能辅助驾驶系统，所述智能辅助驾驶系统包含防疲劳驾驶子系统、姿态控制子系统、里程检测子系统和视频监测子系统中的任一或组合。

9.如权利要求8所述的轮胎式地铁铺轨起重机，其特征在于：所述防疲劳驾驶子系统包含如下步骤：

步骤一：通过摄像头对司机面部特征进行检测，根据眼睛闭合比判断司机是否存在疲劳状态；

步骤二：如通过眼睛闭合比判断司机处于疲劳状态则立即发出报警信号；

步骤三：在连续发出3次报警信号后，如司机没有按下报警解除按钮时，将会自动在第一预定时间达到时进行电机减速，在第二预定时间达到时进行零速制动和紧急制动。

10.一种如权利要求1-9中任一所述的轮胎式地铁铺轨起重机的施工方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一：进入隧道准备阶段，放下两折叠支腿，同时向下伸长伸缩缸，从而将整机离开地面；改变整机跨距，使之满足车轮能顺利驶入隧道，然后向上收缩伸缩缸，整机落下地面，旋转收起两折叠支腿，起重机空载驶入隧道；

步骤二：隧道施工步骤，放下两折叠支腿，同时向下伸长伸缩缸，从而将整机离开地面；改变整机跨距以进一步调整轮组各支腿的跨度，调节驱动轮组的支撑角度，使各驱动轮组的车轮正压于管片上并支撑受力，然后向上收缩伸缩缸，整机落下地面，旋转收起两折叠支腿，重复整机下落地面过程，由驱动轮组驱动起重机在隧道管片内走行并进行施工。